Plate and frame chamber diaphragm filter presses
foreword
田庄选煤厂使用XMZGFK300/1500-UB快开式隔膜压滤机对平均粒度在0.25mm左右的浮选精煤进行脱水，该设备具有产品水分低、能耗低和处理量大等优点。在推广节能减排的理念下，Fine Coal Filter Press以低能耗的优势在田庄选煤厂处于试运行阶段。该压滤机所采用的脱水工艺是集静压脱水、反吹风和压榨脱水为一体的综合脱水工艺。
1脱水环节及存在问题的分析
现在厂内使用的压滤过程为：进料、反吹、压榨、放气、卸料。在使用过程中主要出现滤板中心孔积精煤煤泥水的现象，该问题的产生主要在静压脱水、反吹风和压榨脱水3个环节上。
1.1静压脱水
浮选精煤通过离心泵打入各滤板之间形成的滤室内，并借助离心泵产生的压力实现物料的第1次脱水。在该过程中，由于很强的流体静压缩小滤饼的空隙率，而排出大量的水分，但是随着静压的逐渐增大，滤饼脱水效果不太理想。除此之外，静压脱水的时间长短对滤饼水分也有较大影响。在静压压力和浮选精煤矿浆浓度合适且保持不变的情况下：进料时间相对较短时，在完成1个工作过程后形成的滤饼较薄，水分高于产品所要求的上限。但在此种情况下，由于进料时间短，中心孔内存留的煤浆较少，反吹效果较好；进料时间合适时，形成的滤饼水分合格（约在22%左右）且滤饼厚度合适，但由于进料时间有所增加，中心孔内存留的煤浆相对较多，反吹效果较差；进料时间较长时，滤饼水分略微降低且滤饼较厚，但中心孔易被堵死,反吹无效果。
1.2反吹风
达到合适的进料量后停止进料，并使用高压风从头板将中心孔处的煤浆反吹回入料桶中。生产过程中，由于压风机组产生的风压不足且稳定性差，导致反吹风风压低及反吹持续时间短，从而不能将中心孔内的大量积煤全部反吹回入料桶中，一定量的煤泥水仍然留在中心孔内部。将反吹风压增大,对中心孔处的滤布磨损很大，滤布易损坏；设备本身存在不足，在液压轴压紧滤板的过程中，滤板会向上上移10mm左右，而且越靠近头板处上移越明显。因此导致中心孔不是一条真正的直线，在反吹过程中，从头板吹出的风会随中心孔形成的变形直线发生小角度偏移，所以不仅对中心孔处的滤布造成损害，而且降低了反吹风效率。
1.3压榨脱水
压榨风管向隔膜板的隔膜里充气，隔膜膨胀,靠隔膜挤压滤饼减小滤饼孔隙率而实现第2次脱水。静压脱水后滤饼内形成一定的拱桥结构，通过隔膜挤压能破坏拱桥结构。隔膜挤压相当于在滤饼上形成二维剪切力。从二维方向破坏拱桥结构，从而改变滤饼的孔隙率，其实质是滤饼内部颗粒的重新排列。但在压榨过程中，中心孔周围滤饼的一部分滤液会流入中心孔内无法排出，只有在拉板卸料的过程中才会随着滤饼从中心孔流出，因而就使中心孔内存留了部分滤液。
从上述分析可知，在入料浓度稳定不变时，进料拥有1个最合适的时间，不仅使得滤饼水分合格，而且保证了生产效率最大化。但与此同时，中心孔反吹不彻底，拉板卸料时大量煤泥水从中心孔溢出，不仅会增加滤饼水分，煤浆附着在滤板上易使滤板在工作时出现“冒料”现象，而且还会导致下方运输胶带容易打滑的情况发生。
2解决问题方案
基于上述中心孔积煤的3个环节的原因分析，制定了以下3种解决方案：
方案1：进料-压榨-反吹-放气-卸料。
方案2：进料-反吹-压榨-放气-反吹-卸料。
方案3：进料-反吹-压榨-反吹-放气-卸料。
对上述3种方案在相同条件下进行多次重复试验，笔者总结了该3种方案各自的优缺点，详述如下。
方案1：先压榨后反吹，可以较好地缓解中心孔积煤的现象，但在压榨压力的作用下，会使中心孔内的水进入到滤饼中，导致滤饼水分有所提高,而且如此操作还很容易造成滤板之间冒料，压滤机运行不稳定。
方案2：实施2次反吹，压榨前反吹1次，放气后反吹1次。虽然次数多了1次，但是2次反吹总时间与方案1的反吹时间相同。隔膜板放气后，滤板之间形成的反吹通道不能实现密封，第2次反吹使部分滤液反吹进滤饼与滤布之间。该方案可以缓解中心孔积煤的现象，但效果不太理想，而且在程序设置上増加了1个操作环节，操作复杂。
方案3：实施2次反吹，压榨前后各反吹1次，反吹时间与方案2相同。在压榨后不放气的情况下直接反吹，能保证中心孔形成的反吹通道密封，滤液不易从滤板之间的缝隙处流出，使第2次反吹效果很好。该方案有效地解决了中心孔积煤的现象，不仅使中心孔周围滤饼水分降低，而且滤饼脱屏率好，不易出现冒料，设备运行稳定。但是在程序设置上增加了1个操作环节，操作复杂。
根据以上分析，选定方案3进行具体试验。
3实验部分
入料浓度不变时，经化验得到该浓度条件下滤饼的最佳水分，从而确定相应的进料时间。
在入料浓度、进料时间保持不变和滤饼水分基本保持一致的情况下，压榨时间180s,反吹分压5MPa。选定1台运行正常的精煤压滤机进行实验，确定用2号精煤压滤机。
试验数据。压滤机压榨过程的主要参数详见表1。
| 组数 | 反吹次数 | 进料时间/S | 滤饼水分/% | 平均水分/% | 反吹时间/S | 中心孔积煤滤板数/块 | |||||
| 1 | 1 | 380 | 25.6 | 26.8 | 26.2 | 26.2 | 15 | 53 | 55 | 55 | |
| 2 | 1 | 380 | 27.3 | 24.9 | 25.1 | 25.8 | 25 | 49 | 47 | 53 | |
| 3 | 1 | 380 | 26.6 | 25.3 | 27.7 | 26.5 | 35 | 45 | 45 | 44 | |
| 4 | 2 | 380 | 23.2 | 21.9 | 24.0 | 23.0 | 15 | 15 | 5 | 7 | 5 |
| 5 | 2 | 380 | 22.5 | 23.7 | 23.9 | 23.4 | 10 | 10 | 6 | 6 | 5 |
数据分析。将第1组与第4组数据进行对比，发现在每次反吹时间相同的情况下，反吹2次比反吹1次的中心孔积煤滤板数大大减少，较为明显地改善了中心孔积煤的现象。把反吹1次的反吹时间增加到25s、35s,即第2组、第3组数据所示，虽然中心孔积煤滤板数有所降低，但效果很差，仍然没有从根本上解决问题。将2次反吹的每次反吹时间缩减到10s,试验得第5组数据，与第4组数据相比，每次反吹仅10s,也能达到非常好的效果。从节能减排的角度来看，每次反吹10s比每次反吹15s共减少10s的反吹时间，节约了能源，所以第5组数据比较理想。
总结
针对XMZGFK300/1500-UB快开式隔膜压滤机在田庄选煤厂的选精煤脱水中的应用及其中心孔存在积煤的问题，探讨了静压脱水、反吹风和压榨脱水对脱水效果的影响。由分析可知，新设备精煤压滤机在使用过程中凸显滤板中心孔积精煤煤泥水的现象，不仅使产品质量受影响，而且给生产带来了很多麻烦。经过多次反复试验，在操作上多加1次反吹风，进料-反吹-压榨-反吹-放气-卸料，非常明显地改善了中心孔积煤的现象，提高了设备在运行过程中的稳定性，使产品水分得到保障，即通过对静压脱水、反吹风和压榨脱水组合方式的优化，有效地解决了田庄选煤厂中心孔积煤的问题，从而提高了精煤压滤机的脱水效果。
Technology: 18851718517
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